KR101452314B1 - 윈도우 기판 및 이를 구비하는 터치 스크린 패널 - Google Patents

윈도우 기판 및 이를 구비하는 터치 스크린 패널 Download PDF

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장원영
안기환
조승현
황상만
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 윈도우 기판 및 이를 구비하는 터치 스크린 패널에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 윈도우 기판 및 상기 윈도우판 일면의 비표시부에 형성된 비전도성 차광 패턴을 포함하며, 상기 비전도성 차광 패턴은, 펄 안료를 포함하는 요철 패턴, 상기 요철 패턴을 덮으며 평탄한 표면을 형성하는 색상 패턴층 및 상기 색상 패턴층 상부의 차광층을 포함함으로써, 입체감 및 시인성이 우수한 문양의 표현이 가능한 비표시부를 구비할 수 있고, 대면적 기판의 적용에 보다 적합한 윈도우 기판 및 이를 구비하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

Description

윈도우 기판 및 이를 구비하는 터치 스크린 패널{WINDOW PLATE AND TOUCH SCREEN PANEL COMPRISING THE SAME}
본 발명은 윈도우 기판 및 이를 구비하는 터치 스크린 패널에 관한 것이며, 보다 상세하게는 다양한 입체감의 표현 가능한 윈도우 기판 및 이를 구비하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형화 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 디스플레이 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
정보화 추세에 따라 정보를 시각적으로 전달하기 위한 전자 디스플레이가 다양한 형태로 등장하고 있으며, 최근 휴대 통신의 발달로 휴대성이 요구되는 디스플레이의 개발이 강하게 대두되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 브라운관 방식에서 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 유기 발광 표시장치(OLED:Organic Electro Luminescence Display) 등의 방식으로 변화되었다. 특히, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)는 기존의 브라운관 방식에 비해 소비 전력이 낮고, 소형화 및 경량박형화가 가능하며, 유해 전자파를 방출하지 않는 장점이 있다. 이로 인해 차세대 첨단 디스플레이로 주목받아 오고 있으며, 현재에는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리 기기에 장착 되어 사용되고 있다. 아울러, 최근 스마트폰의 보급으로 인해 이러한 디스플레이 장치를 터치 센서와 결합한 터치 스크린 패널의 사용이 급격하게 늘고 있는 실정이다.
도 1에 도시된 바와 같이 휴대폰을 예로 들면, 최외면에 커버 윈도우 기판이 배치되고, 커버 윈도우 기판은 전면에 화상이 표시되고 필요에 따라 터치 입력을 받아들이는 부분인 표시부와, 이 영상센서의 표시부를 둘러싼 비표시부로 구분된다.
비표시부에는 비표시부 차광 패턴이 형성되어 불투명한 도전성 배선 패턴 및 각종 회로들을 은폐하는 기능을 하며, 필요에 따라 휴대폰 메이커의 상표나 로고 등을 인쇄하게 된다. 종래에 비표시부는 배선이나 회로를 은폐하는 것이 주목적이었으므로 단순한 색상층으로 형성되는 것이 일반적이다.
한국공개특허 제2013-56598호에는 열경화성 블랙 잉크 조성물을 사용하여 그라비아 인쇄, 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄, 리버스 오프셋 등의 방식으로 터치 패널의 베젤 패턴을 형성하는 기술이 개시되어 있다.
하지만, 한국공개특허 제2013-56598호는 베젤(비표시부) 전체에 대한 인쇄 방식만 개시하고 있을 뿐, 비표시부의 일부에 해당하는 로고 등의 패턴을 형성하는 방법은 개시하고 있지 않다. 한국공개특허 제2013-56598호에 개시된 상기 인쇄 방식들은 모두 상대적으로 큰 설비가 필요하여, 소면적의 패턴을 인쇄하는 데에는 적합하지 않다.
특허문헌 1: 한국공개특허 제2013-56598호
본 발명은 입체감이 있는 문양을 구비하는 비표시부를 갖는 윈도우 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 문양의 시인성이 우수한 비표시부를 갖는 윈도우 기판을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 입체감이 있는 문양을 구비하는 비표시부를 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
1. 윈도우 기판 및 상기 윈도우판 일면의 비표시부에 형성된 비전도성 차광 패턴을 포함하며, 상기 비전도성 차광 패턴은, 펄 안료를 포함하는 요철 패턴, 상기 요철 패턴을 덮으며 평탄한 표면을 형성하는 색상 패턴층 및 상기 색상 패턴층 상부의 차광층을 포함하는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
2. 위 1에 있어서, 상기 요철 패턴의 높이는 2 내지 20㎛인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
3. 위 1에 있어서, 상기 펄 안료는 펄 안료층의 총 중량 대비 0.2 내지 2중량%로 포함되는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
4. 위 1에 있어서, 상기 펄 안료는 평균입경이 5 내지 15㎛인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
5. 위 1에 있어서, 상기 펄 안료는 반사층 코어부 및 상기 코어부를 코팅하는 고굴절률층을 포함하는, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
6. 위 5에 있어서, 상기 반사층 코어부는 운모, 세리사이트, 활석, 카올린, 스멕타이트계 점토 광물, 판상 이산화티탄, 판상 실리카, 판상 산화알루미늄, 질화붕소, 황산바륨 및 판상 티타니아·실리카 복합 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
7. 위 5에 있어서, 상기 고굴절률층은 TiO2, ZrO2, Sb2O3, ZnS, SnO2 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
8. 위 1에 있어서, 상기 색상 패턴층은 복수의 착색층으로 이루어진, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
9. 위 8에 있어서, 복수의 착색층으로 형성된 색상 패턴층은 각 층이 서로 색상이 다른 것인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
10. 위 1에 있어서, 상기 차광층은 검정색 색상을 갖는 것인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
11. 윈도우 기판 일면의 비표시부에 펄 안료를 포함하는 요철 패턴 형성용 감광성 수지 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 요철 패턴을 형성하는 단계; 상기 요펄 패턴이 형성된 윈도우 기판에 상에 비전도성 색상 패턴 형성용 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 상기 요철 패턴을 덮으며 평탄한 표면을 형성하는 색상 패턴층을 형성하는 단계; 및 상기 색상 패턴층에 비전도성 차광층 형성용 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 차광층을 형성하는 단계;를 포함하는 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
12. 위 11에 있어서, 상기 요철 패턴 형성용 감광성 수지 조성물은 펄 안료를 포함하는 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용매를 포함하며, 상기 펄 안료는 고형분 기준으로 조성물 총 중량에 대하여 0.2 내지 2 중량%로 포함되는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
13. 위 11에 있어서, 상기 비전도성 색상 패턴 형성용 조성물 및 상기 비전도성 차광층 형성용 조성물은 서로 독립적으로, 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용매를 포함하는 것인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
14. 위 11에 있어서, 상기 색상 패턴층은 복수의 착색층으로 형성되는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
15. 위 11에 있어서, 상기 차광층은 검정색 색상층으로 형성되는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
16. 위 1 내지 10 중 어느 한 항의 윈도우 기판을 구비하는 터치 스크린 패널.
17. 위 16의 터치 스크린 패널을 포함하는 화상 표시 장치.
본 발명의 윈도우 기판은 비표시부에 요철 구조인 색상 패턴과 펄 안료층을 포함함으로써, 입체감을 가지며 시인성이 우수하고 다양한 질감을 갖는 문양의 구현이 가능하다.
또한, 본 발명의 윈도우 기판 제조 방법은 박막 구조의 문양의 제조가 가능하며, 펄 안료를 포함하는 요철 패턴을 포토리소그래피로 형성함으로써 대면적 기판에도 용이하게 적용할 수 있다.
도 1은 터치 스크린 패널이 적용된 휴대폰의 개략적인 사시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 비전도성 차광 패턴을 구비한 윈도우 기판의 개략적인 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제조방법의 일 구현예를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 윈도우 기판 및 상기 윈도우판 일면의 비표시부에 형성된 비전도성 차광 패턴을 포함하며, 상기 비전도성 차광 패턴은, 펄 안료를 포함하는 요철 패턴, 상기 요철 패턴을 덮으며 평탄한 표면을 형성하는 색상 패턴층 및 상기 색상 패턴층 상부의 차광층을 포함함으로써, 입체감 및 시인성이 우수한 문양의 표현이 가능한 비표시부를 구비할 수 있고, 대면적 기판의 적용에 보다 적합한 윈도우 기판 및 이를 구비하는 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 입체감이란 3차원 구조로 시인되는 것 외에도 정면과 사면에서 보여지는 형상에 차이가 있는 것도 포함하는 개념이다.
이하, 본 발명을 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
< 윈도우 기판>
도 2에는 본 발명의 비전도성 차광 패턴(200)을 구비한 윈도우 기판(100)의 개략적인 수직단면도가 도시되어 있다.
본 발명에 따른 비전도성 차광 패턴(200)은 요철 패턴(210), 색상 패턴층(220) 및 차광층(230)을 포함한다.
요철 패턴(210)은 펄 안료를 포함하면서 윈도우 기판(100)의 시인측 반대편 표면에 돌출된 형태의 요철 구조로 형성되어, 비전도성 차광 패턴(200) 중 텍스쳐 구조를 형성함으로써, 비전도성 차광 패턴(200) 중 입체적 구조를 제공한다. 반짝거리는 펄 안료가 요철 패턴으로 형성됨으로써, 후술하는 색상 패턴(220)과의 반사율 및 굴절률 차이로 인해 입체감 및 질감 효과를 현저하게 높일 수 있다. 목적하는 문양은 요철 패턴(210)의 구체적인 형태에 따라 형성될 수 있다.
요철 패턴(210)의 높이는 2 내지 20㎛인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 시인성과 공정성을 동시에 우수하게 확보할 수 있다.
요철 패턴(210)에 포함되는 펄 안료는 다중색상의 진주 광택 안료로서, 진주빛, 무지개빛, 금속빛 등을 나타내는 안료를 통칭하는 것이다. 본 발명에서 사용되는 펄 안료는 미감이 우수할 뿐만 아니라 반사율이 높고 입체감 및 질감의 구현 성능이 우수하다.
본 발명에서 사용되는 펄 안료는 반사층 코어부 및 상기 코어부를 코팅하는 고굴절률층을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 반사층 코어부와 고굴절률층의 구체적인 소재는 목적하는 색상, 반사율 등에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
반사층 코어부로는 예를 들면, 운모, 세리사이트, 활석, 카올린, 스멕타이트계 점토 광물, 판상 이산화티탄, 판상 실리카, 판상 산화알루미늄, 질화붕소, 황산바륨, 판상 티타니아·실리카 복합 산화물 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
고굴절률층은 TiO2, ZrO2, Sb2O3, ZnS, SnO2, ZnO 등을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
고굴절률층의 굴절률은 2.4 내지 3.0인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 펄 안료의 우수한 반사율 및 미감을 나타낼 수 있다.
본 발명에서 사용되는 펄 안료는 평균입경이 5 내지 15㎛인 것이 바람직하다.
상기 범위의 평균입경을 갖는 펄 안료를 사용하게 되면 조성물의 저장안정성이 높고, 경화용 광선의 차폐문제를 개선시켜 양호한 패턴의 형성이 가능하도록 도와준다. 평균입경이 5㎛ 미만이면 시인성(광특성 또는 펄감)이 저하될 수 있고, 15㎛ 초과이면 조성물의 도포 시 노즐이 막히거나, 도포면의 균일성이 저하되어 패턴형성이 용이하지 못할 수 있다.
본 발명에 따른 펄 안료는 요철 패턴(210) 총 중량에 대하여 0.2 내지 2 중량%로 포함된다. 함량이 0.2 중량% 미만이면 시인성(광특성 또는 펄감)이 저하될 수 있고, 2중량% 초과이면 공정성이 저하될 수 있다.
요철 패턴(210)은 필요에 따라, 전술한 펄 안료 외에 본 발명의 범위 내에서 당분야에 알려진 착색제, 예를 들면 염료 및 안료를 더 포함할 수도 있다.
색상 패턴층(220)은 요철 패턴(210)을 덮는 층으로서, 시인측에서 바라보았을 때, 요철 패턴(210)이 구현하고 있는 요철 구조의 텍스쳐 패턴에 의한 입사광의 반사 및 굴절과, 색상 패턴층(220)에서의 반사 현상으로 인해, 요철 패턴(210)에 의한 문양에 입체감 및 질감을 부여하는 기능을 한다.
색상 패턴층(220)은 원하는 색상을 구현하기 위해 복수의 착색층으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 각 층은 서로 다른 색상을 가질 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 색상을 갖는 층을 복수로 형성함으로써 혼색의 색상을 구현할 수도 있다.
색상 패턴층(220)은 포토리소그래피가 가능한 비전도성 색상 패턴 형성용 조성물로 형성될 수 있으며, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
차광층(230)은 색상 패턴층(220)의 상부에 평탄한 표면을 형성하여 추후 접착 과정이 용이하게 수행될 수 있도록 하며 금속 배선 등의 차폐 및 색상 패턴층(220)으로 덮힌 요철 패턴(210)을 보호하고, 비전도성 차광 패턴에 목적하는 색상이 구현되도록 하는 기능을 한다. 따라서, 색상 패턴층(220)과 동일한 색상을 가지거나 다른 색상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 금속 배선의 차폐 효과 및 색상 패턴층(220) 색상의 효과적인 구현을 위해 검정색 색상층일 수도 있다.
차광층(230)의 두께는 1 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 두께가 1 ㎛ 미만이면 차폐성이 저하될 수 있고, 10 ㎛ 초과이면 공정성이 저하될 수 있다.
전술한 바와 같은 비전도성 차광 패턴을 갖는 본 발명의 윈도우 기판은 입체감이 있고 시인성이 우수한 문양을 갖는 비표시부를 구비할 수 있다.
< 윈도우 기판의 제조방법>
이하에서는, 본 발명의 윈도우 기판의 제조 방법을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 도 3에는 본 발명의 제조 방법의 일 구현예가 개략적으로 도시되어 있다.
먼저, 윈도우 기판 일면의 비표시부에 요철 패턴 형성용 감광성 수지 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 요철 패턴을 형성한다.
요철 패턴 형성용 감광성 수지 조성물은 펄 안료를 포함하는 착색제(A), 알칼리 가용성 바인더 수지(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D) 및 용매(E)를 포함를 포함한다.
착색제(A)
착색제는 전술한 펄 안료 외에 본 발명의 범위 내에서 당분야에 알려진 착색제, 예를 들면 염료 및 안료를 더 포함할 수 있다.
알칼리 가용성 바인더 수지(B)
알칼리 가용성 바인더 수지는 본 발명의 용매에 용해될 수 있고, 상기 착색제에 대한 결착 수지의 기능을 하며 알칼리성 현상액에 용해 가능한 수지라면 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다.
상기 바인더 수지는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체로서는, 예를 들면 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리 카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수있다.
상기 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 상기 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤모노 메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, N-페닐말레이미드. N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 바인더 수지가 카르복실기 함유 단량체 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체일 경우, 상기 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 구성 단위의 함량비율은 상기 공중합체를 구성하는 구성 단위들의 총 함량에 대하여 질량분율로 10 내지 50중량%이고, 바람직하게는 15 내지 40중량%이며, 보다 바람직하게는 25 내지 40중량%이다. 상기 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 구성 단위의 함량비율이 상기의 기준으로 10 내지 50중량%이면 현상액에 대한 용해성이 양호하고, 현상시 패턴이 정확하게 형성되기 때문에 바람직하다.
상기 바인더 수지로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/숙신산모노(2-아크릴로일옥시)/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸)/스티렌/알릴(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리세롤모노(메타)아크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다.
이들 중에서 (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/스티렌 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타) 아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/스티렌공중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 바인더 수지는 특별히 제한되지는 않지만, 그의 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있는 것이 바람직하고, 3,000 내지 50,000, 특히 5,000 내지 50,000의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 바인더 수지의 중량평균분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있으면 착색제 분산이 용이하며, 점도가 낮고, 저장안정성이 우수하기 때문에 바람직하다.
상기 바인더 수지는 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 3 내지 80중량%, 바람직하게는 5 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 상기 바인더 수지의 함량이 상기의 기준으로 3 내지 80중량%이면 착색제의 분산이 용이하며 저장안정성이 우수하기 때문에 바람직하다.
광중합성 화합물(C)
광중합성 화합물은 광 및 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 사용할 수 있다.
단관능 단량체의 구체적인 예로는, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
2관능 단량체의 구체적인 예로는 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물의 구체적인 예로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 티펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있다.
상기에서 예시한 광중합성 화합물 중에서도 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용될 수 있으며, 3관능 이상의 (메타)아크릴산에스테류 및 우레탄(메타)아크릴레이트가 중합성이 우수하며 강도를 향상시킬 수 있다는 점에서 특히 바람직하다. 상기에서 예시한 광중합성 화합물은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 1 내지 60중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%로 포함될 수 있다. 광중합성 화합물이 상기의 범위로 포함되면 화소부의 강도나 평활 성이 양호하게 될 수 있다.
광중합 개시제 (D)
상기 광중합 개시제로는 당분야에서 알려진 광중합 개시제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물 및 옥심 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이 사용될 수 있다.
상기 트리아진계 화합물로는 구체적으로 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시 페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물로는 구체적으로 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시) 페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물로는 구체적으로 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라 페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 또는 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
상기 옥심 화합물은 구체적으로 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 시판품으로 바스프사의 OXE01, OXE02가 대표적이다.
또한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 정도이면 이 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 그 밖의 광중합 개시제 등을 추가로 병용할 수도 있다. 아울러 상기 광중합 개시제는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 광중합 개시 보조제를 조합하여 사용할 수도 있다.
구체적으로 아민 화합물, 카르복실산 화합물을 예시할 수 있다. 상기 아민 화합물의 구체적인 예로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물; 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산 에틸, 4-디메틸아미노벤조산 이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, 벤조산 2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭: 미힐러케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민 화합물을 들 수 있다. 바람직하게 상기 아민 화합물은 방향족아민 화합물일 수 있다.
상기 카르복실산 화합물의 구체적인 예로는 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 1 내지 40중량%, 바람직하게는 3 내지 20중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 광중합 개시제가 상기 함량 범위로 포함되어야, 감도의 상승에 의해 노출 시간이 단축 및 생산성이 향상이 이루어질 수 있다.
용매(E)
상기 용매는 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 에테르류, 방향족 탄화 수소류, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 또는 아미드류 등이 사용될 수 있다.
상기 용매는 구체적으로 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 에테르류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 아밀아세테이트, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 부틸락테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시-1-부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 에틸렌글리콜디아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜디아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜디아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 또는 γ-부티로락톤 등의 에스테르류 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 용매 중에서 도포성 및 건조성면을 고려할 때 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부탈락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등을 들 수 있다. 상기 예시한 용매는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 용매는 조성물 총 중량에 대하여 30 내지 90중량%, 바람직하게는 50 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.
용매가 상기의 범위로 포함되면 조성물의 도포시 도포성이 양호해지기 때문에 바람직하다.
포토리소그래피에 의한 요철 패턴(210)의 형성은 윈도우 기판(100) 일면의 비표시부에 요철 패턴 형성용 감광성 수지 조성물을 도포하고, 노광 및 현상하는 공정을 거쳐 수행될 수 있다.
상기 도포는 비전도성 색상 패턴 형성용 조성물을 윈도우 기판(100) 일면의 비표시부에 도포하여 예비 건조함으로써 용매 등의 휘발 성분을 제거하여 평활한 도막을 얻는 것이다.
도포 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 스프레이 코팅법, 롤 코팅법, 토출노즐식 도포법 등의 슬릿노즐을 이용한 코팅법, 중앙 적하 스핀법 등의 회전도포법, 익스트루젼 코팅법, 바 코팅법 등을 들 수 있다.
상기 노광은 상기에서 얻어진 도막에 목적하는 패턴을 얻기 위해 마스크를 통해 특정 영역에 자외선을 조사하는 것이다. 이때, 노광부 전체에 균일하게 평행 광선이 조사되고, 마스크와 기판이 정확히 위치가 맞도록 마스크 얼라이너나 스테퍼 등의 장치를 사용할 수 있다.
상기 현상은 상기에서 경화가 종료된 도막을 현상액인 알칼리 수용액에 접촉시켜 현상함으로써 목적하는 패턴을 제조하는 것이다. 현상 후, 필요에 따라 150 내지 230℃에서 10 내지 60분 정도의 베이킹 단계를 실시할 수 있다. 필요에 따라 베이킹 단계 이후에 추가의 베이킹 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 윈도우 기판(100) 상에 요철 패턴(210)을 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 요철 패턴(210)이 형성된 윈도우 기판에 상에 비전도성 색상 패턴 형성용 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 상기 요철 패턴을 덮으며 평탄한 표면을 형성하는 색상 패턴층을 형성한다.
비전도성 색상 패턴 형성용 조성물은 착색제, 알칼리 가용성 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용매를 포함한다.
착색제는 당분야에 알려진 착색제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 착색제의 종류는 사용자가 요구하는 색상을 구현하기 위해 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 백색, 적색, 녹색, 청색의 염료 및 안료; 조색용의 황색, 오렌지, 바이올렛, 브라운 등의 염료 및 안료; 카본 블랙 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
착색제는 필요에 따라 금속 가루, 백색 안료, 형광 안료 등을 더 포함할 수 있다.
안료는 무기 안료 또는 유기 안료일 수 있다.
무기 안료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 황산바륨, 황산납, 산화티탄, 황색납, 벵갈, 산화 크롬, 카본 블랙 등을 들 수 있다.
유기 안료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 이하에 C.I.(컬러 인덱스) 번호로 열거된 안료를 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
백색안료는 예를 들면, C.I. 피그먼트 화이트 4, 5, 6, 6:1, 7, 18, 18:1, 19, 20, 22, 25, 26, 27, 28, 32를 들 수 있으며, 반사효율과 백색도 측면에서 C.I. 피그먼트 화이트 6 및 C.I. 피그먼트 화이트 22를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 C.I. 피그먼트 화이트 6로 분류되는 TiO2는 가격이 매우 싸고 굴절율이 높아 반사율이 높다는 장점을 가지므로 효과적인 백색 착색제로 사용될 수 있다. 바람직하게 상기 TiO2는 루틸구조를 갖는 것이 바람직하다. 루틸구조를 갖는 TiO2는 우수한 백색도를 가지므로 디스플레이 최외각 차광층에 바람직하게 사용될 수 있다.
황색 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 옐로우 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 55, 65, 73, 74, 81, 83, 87, 93, 94, 95, 97, 100, 101, 105, 108, 109, 110, 116, 120, 127, 128, 129, 133, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 153, 154, 155, 166, 168, 169, 170, 172, 173, 174, 175, 176, 180, 185, 193, 194, 202 등을 들 수 있다.
오렌지 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 오렌지 1, 2, 5, 13, 16, 17, 19, 22, 24, 34, 36, 38, 39, 43, 46, 48, 61, 62, 64, 65, 67, 69, 73, 77 등을 들 수 있다.
적색 안료로는 예를 들면, C.I.피그먼트 레드 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 12, 14, 15, 17, 22, 23, 31, 37, 38, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 49, 50:1, 52:1, 53, 57:1, 58:4, 60, 63, 64, 68, 81, 88, 90:1, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 147, 149, 150, 151, 166, 168, 170, 175, 176, 177, 178, 179, 181, 185, 187, 188, 190, 193, 194, 202, 207, 208, 209, 214, 216, 220, 221, 224, 242, 243, 245, 247, 254, 255, 264, 272 등을 들 수 있다.
바이올렛 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 바이올렛 1, 2, 3, 5, 19, 23, 29, 31, 32, 37, 39, 50 등을 들 수 있다.
청색 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 블루 1, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 17, 25, 56, 60, 66, 75, 79 등을 들 수 있다.
녹색 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 그린 2, 7, 8, 13, 36, 54 등을 들 수 있다.
브라운 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 브라운 1, 22, 23, 25, 27 등을 들 수 있다.
흑색 안료는 예를 들면, C.I.피그먼트 블랙 1, 7, 31, 32 등을 들 수 있다.
염료의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 아조계 염료, 안트라퀴논계 염료, 프탈로시아닌계 염료, 퀴논이민계 염료, 퀴놀린계 염료, 니트로계 염료, 카르보닐계 염료, 메틴계 염료 등을 들 수 있다.
아조계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.액시드 옐로우 11, C.I.액시드 오렌지 7, C.I.액시드 레드 37, C.I.액시드레드 180, C.I.액시드 블루 29, C.I.다이렉트 레드 28, C.I.다이렉트 레드 83, C.I.다이렉트 옐로우 12, C.I.다이렉트 오렌지 26, C.I.다이렉트 그린 28, C.I.다이렉트 그린 59, C.I.리액티브 옐로우 2, C.I.리액티브 레드17, C.I.리액티브 레드 120, C.I.리액티브 블랙 5, C.I.디스퍼스 오렌지 5, C.I.디스퍼스 레드 58, C.I.디스퍼스 블루 165, C.I.베이직 블루 41, C.I.베이직 레드 18, C.I.모르단트 레드 7, C.I. 모르단트 옐로우 5, C.I.모르단트 블랙 7 등을 들 수 있다.
안트라퀴논계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.바트 블루 4, C.I.액시드 블루 40, C.I.액시드 그린 25, C.I.리액티브 블루 19, C.I.리액티브 블루 49, C.I.디스퍼스 레드 60, C.I.디스퍼스 블루 56, C.I.디스퍼스 블루 60 등을 들 수 있다.
프탈로시아닌계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.패드 블루 5 등을 들 수 있다.
퀴논 이민계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.베이직 블루 3, C.I.베이직 블루 9 등을 들 수 있다.
퀴놀린계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.솔벤트 옐로우 33, C.I.액시드 옐로우 3, C.I.디스퍼스 옐로우 64 등을 들 수 있다.
니트로계 염료는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 C.I.액시드 옐로우 1, C.I.액시드 오렌지3, C.I.디스퍼스 옐로우 42 등을 들 수 있다.
상기 예시된 염료, 안료 및 카본블랙의 구체적인 예를 들면, 미쓰비시 카본블랙M1000, 미쓰비시 카본블랙 MA-100, 미쓰비시 카본블랙 #40, 빅토리아 퓨어 블루(42595), 오라민 O(41000), 카틸론브릴리언트플라빈(베이직13), 로다민 6GCP(45160), 로다민 B(45170), 사쿠라닌 OK 70:100(50240), 에리오글라우신 X(42080), NO．120/리오놀옐로우(21090), 리오놀옐로우 GRO(21090), 시뮬러 패스트 옐로우GRO(21090), 시뮬러 패스트 옐로우 8GF(21105), 벤지딘 옐로우 4J-564D(21095), 패리오톨 옐로우 L0960(피그먼트 옐로우 139), 옐로우 피그먼트 E4-GN(피그먼트 옐로우 150유도체), 시뮬러 패스트 레드 4015(12355), 리오놀 레드 7B4401(15850), 패스토겐 블루 JGR-L(74160), 리오놀 블루 SM(26150), 리오놀 블루 ES(피그먼트 블루15:6, 피그먼트 블루 1536), 리오노겐 레드 GD(피그먼트 레드 168, 피그먼트 레드 108), 크로모프탈 레드 A2B(피그먼트 레드 177), 일가포어 레드 B-CF(피그먼트 레드 254), 헬리오겐 그린 L8730(피그먼트그린 7), 리오놀그린 2YS(피그먼트 그린 36) 등을 들 수 있다.
비전도성 색상 패턴 형성용 조성물의 알칼리 가용성 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용매는 전술한 요철 패턴 형성용 조성물과 동일한 범주의 성분 및 함량으로 사용이 가능하므로, 여기에서 설명은 생략한다.
비전도성 색상 패턴 형성용 조성물을 도포하고 경화시킨 후에는 포토리소그래피로 비표시부의 목적하는 부분에만 색상 패턴층(220)이 남도록 할 수 있다.
필요에 따라, 색상 패턴층은 복수의 착색층으로 이루어질 수 있다. 복수의 착색층을 구비함으로써 보다 다양한 색상을 구현하고, 금속 배선의 차폐 효과를 향상시킬 수 있다. 이러한 측면에서, 복수의 착색층으로 형성된 색상 패턴층은 각 층이 서로 색상이 다른 것일 수 있다.
필요에 따라, 색상 패턴층(220)의 포토리소그래피는 후술하는 차광층(230)을 형성하기 위한 포토리소그래피와 동시에 수행되어 하나의 공정으로 수행될 수 있다.
다음으로, 상기 색상 패턴층(220)에 비전도성 차광층 형성용 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 차광층(230)을 형성한다.
차광층(230)은 색상 패턴층(220)에서 사용된 비전도성 색상 패턴 형성용 조성물과 동일한 범주의 비전도성 차광층 형성용 조성물을 사용하여, 동일한 포토리소그래피 방식으로 형성될 수 있다. 차광층(230)은 바람직한 예시로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 금속 배선의 차폐 효과 및 하부 착색 차광층(230)의 명료한 색상 표현을 위해 검정색 색상층으로 형성될 수 있다.
이와 같이 증착 및 포토리소그래피로 형성되는 본 발명의 비전도성 차광 패턴은 박막 구조의 구현이 가능하다.
본 발명의 윈도우 기판은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 구성과 조합되어 터치 스크린 패널을 형성할 수 있다. 예를 들면 상기 비전도성 패턴이 형성된 윈도우 기판 상에 형성된 감지 패턴; 상기 감지 패턴을 회로에 연결하며 비표시부 대응 영역 상에 형성된 금속 배선; 감지 패턴 상에 형성된 보호막; 및 전극패턴에 연결된 인쇄 회로 기판 등을 더 포함할 수 있다.
감지 패턴은 영상센서의 터치 영역인 표시부에 손가락을 접촉시키면 사람의 몸에서 발생하는 정전기를 감지해서 전기신호로 연결하는 역할을 한다.
감지 패턴 형성에 사용되는 도전성 물질은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 인듐주석산화물(ITO), 인듐아연산화물(IZO), 아연산화물(ZnO), 인듐아연주석산화물(IZTO), 카드뮴주석산화물(CTO), PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)), 탄소나노튜브(CNT), 금속와이어 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
금속와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 은(Ag), 금, 알루미늄, 구리, 철, 니켈, 티타늄, 텔레늄, 크롬 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
금속 배선은 윈도우 기판 표시부의 터치에 의해 감지 패턴에서 발생하는 전기적 신호를 FPCB, IC chip 등으로 전달하는 역할을 한다.
보호막은 상기 감지 패턴 및 금속 배선을 보호하고 윈도우 기판이 파손되는 경우 비산되는 것을 방지하는 역할을 한다.
보호막의 재질은 내구성을 제공하고 투명한 재질이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 PET(polyethylen terephthalate)일 수 있다.
인쇄 회로 기판으로는 다양한 형태의 인쇄 회로 기판이 사용될 수 있는데, 예를 들어 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다.
본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 당분야에 공지된 추가 공정을 통해 액정 디스플레이, OLED, 플렉서블 디스플레이 등의 화상 표시 장치와 결합되어 유용하게 사용될 수 있다.
100: 윈도우 기판 200: 비전도성 차광 패턴
210: 제1 색상 패턴 220: 펄 안료층
230: 차광층

Claims (17)

  1. 윈도우 기판 및 상기 윈도우 기판 일면의 비표시부에 형성된 비전도성 차광 패턴을 포함하며,
    상기 비전도성 차광 패턴은, 펄 안료를 포함하며 상기 윈도우 기판으로부터 돌출된 형태로 형성된 요철 패턴, 상기 요철 패턴을 덮으며 평탄한 표면을 형성하는 색상 패턴층 및 상기 색상 패턴층 상부의 차광층을 포함하고,
    상기 요철 패턴의 높이는 2 내지 20㎛인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 펄 안료는 펄 안료층의 총 중량 대비 0.2 내지 2중량%로 포함되는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 펄 안료는 평균입경이 5 내지 15㎛인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 펄 안료는 반사층 코어부 및 상기 코어부를 코팅하는 고굴절률층을 포함하는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 반사층 코어부는 운모, 세리사이트, 활석, 카올린, 스멕타이트계 점토 광물, 판상 이산화티탄, 판상 실리카, 판상 산화알루미늄, 질화붕소, 황산바륨 및 판상 티타니아·실리카 복합 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 고굴절률층은 TiO2, ZrO2, Sb2O3, ZnS, SnO2 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 색상 패턴층은 복수의 착색층으로 이루어진, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  9. 청구항 8에 있어서, 복수의 착색층으로 형성된 색상 패턴층은 각 층이 서로 색상이 다른 것인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 차광층은 검정색 색상을 갖는 것인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판.
  11. 윈도우 기판 일면의 비표시부에 펄 안료를 포함하는 요철 패턴 형성용 감광성 수지 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 상기 윈도우 기판으로부터 돌출된 형태로 요철 패턴을 형성하는 단계;
    상기 요철 패턴이 형성된 윈도우 기판에 상에 비전도성 색상 패턴 형성용 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 상기 요철 패턴을 덮으며 평탄한 표면을 형성하는 색상 패턴층을 형성하는 단계; 및
    상기 색상 패턴층에 비전도성 차광층 형성용 조성물을 도포하고 포토리소그래피로 차광층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 요철 패턴 형성용 감광성 수지 조성물은 펄 안료를 포함하는 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용매를 포함하며, 상기 펄 안료는 고형분 기준으로 조성물 총 중량에 대하여 0.2 내지 2 중량%로 포함되는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 비전도성 색상 패턴 형성용 조성물 및 상기 비전도성 차광층 형성용 조성물은 서로 독립적으로, 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용매를 포함하는 것인, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 색상 패턴층은 복수의 착색층으로 형성되는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 차광층은 검정색 색상층으로 형성되는, 터치 스크린 패널용 윈도우 기판의 제조방법.
  16. 청구항 1 및 3 내지 10 중 어느 한 항의 윈도우 기판을 구비하는 터치 스크린 패널.
  17. 청구항 16의 터치 스크린 패널을 포함하는 화상 표시 장치.
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